天气对青蒿挥发性物质的影响学士学位论文.doc

本科生毕业论文天气对青蒿挥发性物质的影响Student ID: 071040110BACHELORS THESIS OF HUBEI UNIVERSITY FOR NATIONALTIESThe effect of weather on the contents and the kinds of volatile substances released from the leaves of Artemisia annua L. Faculty Name:School of Biological Science and technologyMajor:Biological engineeringStu-Name:Huang HuiMentor:Zhou Yi-fengEnshi ChinaMay 6th, 2014郑重声明本人郑重声明所呈交的学位论文天气对青蒿挥发性物质影响情况的分析是我在导师 周毅峰 的指导下独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得湖北民族学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确的方式进行了说明。本声明的法律结果由本人独自承担。作者签名：年 月 日天气对青蒿挥发性物质影响情况的分析天气对青蒿挥发性物质的影响黄 惠（湖北民族学院生物科学与技术学院，湖北恩施，445000）摘 要：为了解不同天气环境下青蒿释放的挥发性成分和含量的变化，利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用仪（SPME-GC/MS）测定青蒿在不同天气下的挥发性成分。结果表明：1）青蒿的挥发性物质在不同的天气其种类不同：(1R)-(+)-蒎烯、水芹烯、环氧法尼烯只存在雨天的样品中检测出来，晴天没有；而-薰衣草乙酯、顺-2-蒈烯-4-醇只在晴天的青蒿样品中检测出来，雨天没有；2）青蒿的挥发性物质在晴天和雨天的百分含量不同：青蒿的挥发性单萜及其衍生物的相对百分含量大多雨天高于晴天；青蒿挥发性倍半萜及其衍生物的相对百分含量大多晴天高于雨天。关键词：青蒿；顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（SPME-GC/MS）；挥发性物质Abstract:In order to know the changes of volatile components and contents in Artemisia annua L which are released during different weathers,we determine the volatile components of Artemisia annua L in different weather conditions by using SPME-GC/MS.The results show that:1)The kinds of volatile components in Artemisia annua L are distinct in different weather conditions:(1R)-(+)-alpha-Pinene、phellandrene and epoxy farnesene are only detected in the samples of rainy days,while - Lavender ethyl alcohol and CIS -2- CARENE -4- alcohol are merely detected in the samples of sunny days;2)The percentages of volatile substances in Artemisia annua L during sunny days are different with that of the rainy days:the percentages of volatile monoterpene and its derivatives of Artemisia annua L in rainy days are mostly higher than that of the sunny days; the percentage of volatile sesquiterpenes and its derivatives of Artemisia annua L in sunny days are mostly higher than that of the rainy days Key words: Artemisia annua L; SPME-GC/MS, volatile substances目录摘 要IAbstractII1 文献综述11.1 青蒿简介11.1.1 青蒿的生物学特征21.1.2 青蒿的形态学特征21.2 青蒿素21.2.1 青蒿素的分子结构31.2.2 青蒿素的理化性质31.2.3 青蒿素的药理作用41.3 青蒿素的制备41.3.1 青蒿素的化学合成41.3.2 青蒿素的生物合成51.3.3 植物组织培养合成青蒿素51.3.4 青蒿植物中提取青蒿素61.4 影响青蒿挥发性物质释放的因素61.4.1 温度61.4.2 CO2浓度、相对湿度、气孔71.4.3 光照71.4.4 胁迫72 材料与方法82.1 材料82.2 试验方法82.2.1 仪器82.2.2 青蒿挥发性测定82.3 实验设计和数据分析软件93 结果分析103.1 天气对青蒿挥发性单萜及其衍生物的影响103.2 天气对青蒿挥发性倍半萜及其衍生物的影响134 小结与讨论165 参考文献186 致 谢217 附录22附A1 2-7青蒿晴雨天挥发性物质总离子图谱比较22附A2 3-13号青蒿晴雨天挥发性物质总离子图谱比较23附A3 4-18号青蒿晴雨天挥发性物质总离子图谱比较24IV1 文献综述1.1 青蒿简介青蒿，学名黄花蒿（Artemisia annua L.），别名臭蒿、香蒿、三庚草、野兰、苦蒿等1，在分类学上属于菊科（Artemisia 或Compositae）蒿属（Artemisia），为一年生短日照草本植物。青蒿原产于中国，广泛分布于全国各地，其中以北纬40 度，东经109 度，海拔在1000 到1500 米的地区分布最广，现在青蒿广泛分布在世界各地。青蒿在中国已有上千年的药用历史2，在民间主要用于消暑、浑热、止汗等。其最早出现于马王堆三号汉墓出土(公元前168年左右)的帛书五十二病方，而后在大观本草、神农本草经、本草纲目均有收录。青蒿素作为抗疟疾骨干药“奎宁”的替代药物，市场潜力巨大。在青蒿素化学结构的基础上开发的多种青蒿素衍生物，如双氢青蒿素、青蒿琥酯、蒿甲醚、蒿乙醚等,它们均有抗拒、抗孕、抗纤维化、抗血吸虫、抗弓形虫、抗心律失常和肿瘤细胞毒性等功效3。因此，对青蒿素的提取和应用引起了国内外许多研究者的极大关注。青蒿素衍生物是以植物中提取分离的青蒿素来衍生合成的。天然的青蒿素主要来自于菊科植物青蒿的叶片和花蕾的腺毛状腺体细胞中。由于青蒿为一年生草本植物，植株开花后即死亡，而且青蒿为严格的自交不亲和植物，只能开放授粉，因此种子很难保持高产特性。由于青蒿素含量较低，且保持青蒿中青蒿素的稳定性较难，可能导致青蒿素的含量更低。目前，提取青蒿素的工艺基本成熟，已经工业化生产，但提取效率低，青蒿原料浪费严重，成本偏高。目前的研究表明，外界环境对青蒿挥发性物质有不同程度的影响4。相关研究表明，温度、湿度和一些还原性物质等对青蒿挥发性物质的释放产生一定的影响，但天气对青蒿挥发性物质的影响少有文献提及。恩施地区地处武陵山区，具有青蒿种质资源的优势。本研究对不同天气环境下青蒿释放的挥发性有机物成分和含量进行鉴定，分析自然状态下单株青蒿释放的挥发性有机物的成分和浓度比例以及随天气变化的特性，以期得到天气对青蒿挥发性物质的影响，为其他研究者提供青蒿挥发性物质影响因素的参考。1.1.1 青蒿的生物学特征青蒿为广布种，分布在亚洲、欧洲东部和北美洲等地。在我国，青蒿分布广、资源丰富，主要分布在我国的云南、四川、广西、重庆、贵州等地。青蒿适应性很强，而且具有多种生态类型。通过科学工作者的大量研究表明，青蒿是严格的短日照植物5，光照直接影响到青蒿素的含量，属于浅根系植物，具有很强的分枝能力和抗旱抗涝能力青蒿存在自交不亲和性，是典型的异花授粉植物，主要属于风媒花和虫媒花。青蒿宜温暖、湿润、阳光充足而较干燥的气候。有学者发现6最适合青蒿生长的气候为亚热带湿润季风气候，在这个气候区内，年降雨量l1001400mm，植物生长期的平均气温为176-284青蒿生长对土壤质地和PH值要求不高，但有学者7研究认为偏酸性的黄色和紫色土壤更适合青蒿的生长。目前青蒿的人工栽培以种子繁殖为主。种子的最适发芽温度为1825，但因为青蒿种子无休眠期，发芽需要光照，故其发芽温度为825，种子最好贮藏在低温(36)瓶子里，青蒿种子在低温条件下至少可以保存3年，种子的发芽率达99。1.1.2 青蒿的形态学特征青蒿是一年生草本植物，株高40150cm以上，人工栽培的株高可达400cm以上。该植物黄绿色，有浓烈的挥发性香气。茎大多直立呈圆柱形且多分枝；叶互生羽状分裂，呈暗绿色或棕绿色，茎基部及下部的叶在花期枯萎，中部叶卵形，二至三回羽状深裂，上面绿色，下面色较浅，两面被短微毛；头状花序，黄色，边缘雌性，中央两性，均能结实瘦果无毛，种子极小花期是79月，果期是910月，全生育期长约240250天左右。下图 1.1为青蒿。1.2 青蒿素上世纪70 年代，我国科学工作者从青蒿（Artemisia annua L.）中分离提取出抗疟活性单体青蒿素，随之确认了其分子结构和绝对构型。20世纪80年代，青蒿挥发油研究引起了人们的重视，1986、1987 年蒿甲醚油针剂、青蒿琥酯钠盐的水针剂和青蒿素栓剂作为一类新药在我国批准生产。1995 年蒿甲醚率先载入国际药典，这是我国创制的新药首次得到国际公认。图 1.1 青蒿Fig. 1.1 Artemisia annua L.1.2.1 青蒿素的分子结构青蒿素(Artemisinin)是从复合花序植物黄花蒿(即中药青蒿)中提取得到的一种无色针状晶体，分子式为C5H22O5，是一种新型倍半萜内酯，具有过氧键和-内酯环，有一个包括过氧化物在内的l，2，4-三呃烷结构单元，这在自然界中是十分罕见的，它的分子中包括有7个手性中心8，如图 1.2所示。它的生源关系属于amorphane类型，其特征是A、B环顺联，异丙基与桥头氢呈反式关系，青蒿素中A环碳架被一个氧原子打断。图 1.2 青蒿素的分子结构Fig. 1.2 molecular structure of artemisinin1.2.2 青蒿素的理化性质青蒿素为无色针状晶体，溶点为156157, a D17=+663(C=164氯仿)。易溶于氯仿、丙酮、乙酸乙酯和苯，可溶于乙醇、乙醚，微溶于冷石油醚，几乎不溶于水。因其具有特殊的过氧基因，它对热不稳定，易受湿、热和还原性物质的影响而分解.IR谱(KBr)具有一个六元环内酯(1740cm-1)和过氧基键(881，995，1115cm-1)。不含双键。1.2.3 青蒿素的药理作用青蒿素的发现成为世界抗疟药史上继奎宁之后的又一个重要里程碑。由于其结构独特，抗疟机理特别，对抗氯喹的恶性疟和脑性疟有特效，且高效低毒的特点，而被WHO称为“世界上目前唯一有效的疟疾治疗药物”9。与此同时，国内外学者进行了大量的药理及临床研究。实验表明在疟原虫红内期内，青蒿素能有效干扰疟原虫的表膜线粒体功能，阻断了以宿主红细胞浆为营养的供给，直接杀伤疟原虫10。此外青蒿素在其他疾病的治疗中也显示出诱人的前景。如抗血吸虫11，调节或抑制体液的免疫功能12，提高淋巴细胞的转化率，利胆，祛痰，镇咳，平喘13等。目前，已研制出了第二代换代产品和用青蒿素治疗肿瘤、黑热病、红斑狼疮等疾病的衍生新药，同时开始探索青蒿素治疗艾滋病、恶性肿瘤、利氏曼、血吸虫、涤虫、弓形虫等疾病以及戒毒的新用途14。卫生组织把遏制疟疾列为本世纪头号医学课题。目前全世界每年抗疟药销售额高达15亿美元，但主要为西方国家制药厂垄断。我国尽管在抗疟药研制方面处于世界领先水平，但生产没有规模化，每年青蒿素类药的出口额不足700万美元。1.3 青蒿素的制备1.3.1 青蒿素的化学合成化学合成青蒿素这一复杂的天然分子是有机化学家所面临的挑战。中国科学院上海有机所对青蒿素及其一类物的结构和合成进行了大量的工作。1986年有学者报道了15青蒿素的全合成途径，其合成以R(+)-香草醛为原料，经十几步合成青蒿素。国外也以不同原料为出发点进行青蒿素一类物的化学合成研究16。青蒿素全合成研究虽已取得一些明显的进展，但到目前尚未显示出商业的可行性。1.3.2 青蒿素的生物合成了解青蒿中青蒿素的生物合成途径与该药的生产密切相关。包括：(1)通过添加生物合成的前体来增加青蒿素的含量；(2)通过对控制青蒿素合成的关键酶进行调控，或者对关键酶控制的基因进行激活来大幅度增加青蒿素的含量；(3)利用基因工程手段来改变关键基因以增强它们所控制酶的效率。由于萜类化合物的生物合成途径非常复杂，因而对于青蒿素这一类低含量的复杂分子的生物合成研究就更具复杂性。对于倍半萜内酯的合成，其限速步骤一是环化和折叠成倍半萜母核的过程，另一个限速步骤为形成含过氧桥的倍半萜内酯过程。1.3.3 植物组织培养合成青蒿素利用植物组织培养来生产青蒿素是目前青蒿素研究的另一热点，可能成为大规模生产青蓠素的重要手段。自80年代以来，植物组织培养生产青蒿素的研究工作己进行不少，已经在青蒿愈伤组织、悬浮细胞、芽和毛状根等培养体系中进行了青蒿素合成的探索。有研究发现17对青蒿的愈伤组织、带芽的愈伤组织和由愈伤组织分化产生的小植株中青蒿素的合成进行分析，认为青蒿愈伤组织中不含青蒿素，在愈伤组织伴随芽分化形成时，检测到青蒿素的含量约为干重的0.008，而在分化苗长成的植株中，青蒿素的含量达到干重的0.92，高于野生植株。研究发现，在未分化的青蒿植物组织中不含或含有极低水平的青蒿素，而一定的组织分化则可促进青蒿素的合成18。有学者在诱导的青蒿芽培养物检测到青蒿素的存在，并对营养物和激素对青蒿芽生长和青蒿素的影响进行研究，发现赤霉素和水解酪蛋白等对芽中青蒿素的合成具有强的刺激作用19。目前，青蒿组织培养的研究工作主要集中在利用生物技术的手段来进行组织培养物的改进和高青蒿素含量培养系的筛选和建立，对于利用生物反应器培养青蒿组织来生产青蒿素的研究工作尚处于起步阶段。青蒿植物组织培养生产青蒿素的一系列研究表明，在未分化的青蒿组织培养物(愈伤组织和悬浮细胞)中，青蒿素的含量极低，且青蒿素合成不稳定；而在分化的器官(芽、毛状根和再生幼苗)中，青蒿素的含量明显提高，并且具有较稳定的合成能力，尤其是转基因青蒿毛状根培养物为青蒿素的大规模生产提供了潜在的应用前景。1.3.4 青蒿植物中提取青蒿素青蒿素在抗疟中日益显示其重要性，寻找其新的来源显得非常重要。目前，商用的青蒿素主要来自植物提取物。从青蒿中提取的青蒿素已成为世界卫生组织推荐的抗疟药物。在天然植物中青蒿素的含量受地理环境、采集时期、采集部位、气温和施肥等因素的影响。青蒿广泛分布在中国的各省市，不同产地青蒿素含量差异显著，最高可达干重的1一2，为获得最大的青蒿素产量，有学者20对不同生长期的青蒿素含量变化进行考察，认为青蒿的采集期在生长盛期至花蕾期之前，此时的青蒿素含量最高，营养体重量大，而且采集的时间以晴天中午12时及下午16时为宜，这与光强有利于青蒿素的产生和大量积累理论相一致。在青蒿植株和枝条上的叶片中，青蒿素含量均呈下部、中部、上部依次递增的规律21。因此，青蒿植物的上部和枝条上部的叶片应首选入药，其次为中部，最后才是下部。不同的干燥方法对青蒿素的产量也有一定的影响，比较晒干、阴干和60烘干三种方法，以自然晒干的效果最好，比阴干的样品含量高2376。在人工栽培中稍加肥料，青蒿植株高大，青蒿素的含量较野生的略高，且嫩叶比老叶的含量高。在人工控制的环境中栽培青蒿，在青蒿生长的基本条件得到满足的情况下，生长环境中的营养物质的含量与生长基质对青蒿素含量没有影响，而高温和短距离光照可促使青蒿素含量成倍增加。虽然青蒿素主要来自于天然采集的野生植株和人工栽培青蒿，但天然野生青蒿受地理环境和季节的限制以及资源的日益匮乏，难以获得持续的发展。人工栽培占地大，耗时耗力，且植株易变异，也使得产量难以保证，因而开发新的青蒿素来源途径具有重要的实际意义。1.4 影响青蒿挥发性物质释放的因素1.4.1 温度温度是影响青蒿挥发性有机物释放的一个重要因素。叶片温度直接影响异戊二烯合成酶的活性，从而使温度变化对异戊二烯的释放速率影响很大。随着环境温度升高，青蒿的异戊二烯释放速率不断增大。虽然温度对异戊二烯的影响程度种间存在差异，但温度与异戊二烯释放率之间的关系是一致的。同样，温度变化也直接影响单萜合成酶的活性，随着温度升高青蒿释放单萜的速率增大。多数研究者认为：温度是单萜(合成)释放的支配性因素，控制着植物的单萜释放速率，单萜释放速率与温度变化呈较好的指数关系，随着温度的升高，青蒿物的单萜释放速率会迅速增大22-24。1.4.2 CO2浓度、相对湿度、气孔除光照强度和温度外，许多环境因子对青蒿的挥发性有机物释放速率都具有一定的影响。CO2浓度对挥发性有机物的释放有影响，在环境CO2浓度低时(l00mL/m3)，青蒿的挥发性有机物随CO2升高而增加，当CO2浓度在100600 mL/m3之间时青蒿挥发性物质的速率相对稳定，当CO2浓度600mL/m3时其挥发性有机物的释放速率逐渐降低。有研究发现25-28相对湿度和青蒿的挥发性有机物的释放速率呈线性关系，湿度增加释放的挥发性有机物的速率会相应增加，说明湿度也可能影响青蒿挥发性物质的释放。1.4.3 光照在时间(日、月)尺度上，多数植物挥发性物质的释放速率受光照强度的影响很大。青蒿的异戊二烯释放速率与光合有效辐射关系密切。在无光照或低光照时，异戊二烯释放速率极低，随着光合有效辐射增大，异戊二烯的释放速率迅速增加。有报道指出29：地中海地区栋属植物释放的所有挥发性有机物都具有光依赖性，而其它植物的挥发性有机物的释放，光依赖性变化较大。1.4.4 胁迫干扰(扰动、胁迫)和伤害在自然界中普遍存在，会对植物的挥发性有机物释放速率产生明显的影响。在氧气不足时，青蒿的释放挥发性有机速率会明显增加30。许多植物叶片在风干、衰老、霜冻过程中，CS和C6化合物释放量会增加。动物、昆虫、草食动物取食、放牧均会增加植物的挥发性有机物释放速率，增加幅度因物种、受损叶的比例而有所差异31-32。2 材料与方法2.1 材料供实验的青蒿植株由湖北恩施农科院提供的种子在实验室种植所得。2.2 试验方法2.2.1 仪器分析天平（瑞士，梅特勒-托利多有限公司，ME204E/02，）；气相色谱-质谱联用仪（美国，Agilent，6890N/5975C）；萃取头（美国，Supelco公司，DBV/CAR/PDMS 50/30m）。2.2.2 青蒿挥发性测定取样：在晴朗无风天气，摘取已经培育好的青蒿植株上、中、下位置的成熟叶，轻轻去掉叶片上面的杂质，用滤纸擦干叶片上面的水，放入分析天平中进行称重，并记录。两天后雨天收集方法同前。收集原则：对青蒿挥发性物质采集坚持鲜叶收集原则，保持植株正常的生理状态。所采集的叶或花没有损伤，避免因为损伤引起的实验误差。萃取：称取0.3g左右的青蒿叶片，放入洁净干燥的50mL试剂瓶中，用8层封口膜对试剂瓶瓶口进行密封，并用2根橡皮筋将瓶口的封口扎紧，放入25室内，迅速插入已在进样口（250）老化30min的萃取杆，推出萃取头，在常温下萃取45min。 测定：将已经萃取完毕的萃取头推回，将萃取杆迅速插入气相色谱-质谱联用仪的进样口，推出萃取头，解吸3min，进行测定。色谱条件：色谱柱：HP-5Ms(30m*0.25mm*0.25um)弹性石英毛细管柱；进样口温度：250；进样方式：不分流进样；载气：高纯氦气，恒流流速1.0mL/min；程序升温：35保持2min，再以5min-1升温至125，不保持；2min-1升温至145，不保持；再以15min-1升温至280，保持1min；接口温度：280。质谱条件：离子源EI源，电子能量70eV，离子温度230，四级杆温度为150，倍增管电压1.2kV，扫描质量范围m/z35550。2.3 实验设计和数据分析软件数据分析软件：MSD ChemStation Data Analysis Application和Excel。3 结果分析3.1 天气对青蒿挥发性单萜及其衍生物的影响单萜及其衍生物通常指由二分子异戊二烯聚合而成的萜类化合物及其含氧的和饱和程度不等的衍生物。单萜按分子的基本碳骨架分为：无环单萜、单环单萜、双环单萜及三环单萜四大类。除三环单萜天然成分数目较少外，其他三类均有许多天然成分存在，主要存在于各种挥发油中33。本研究选取晴天和雨天青蒿叶片利用SPME-GC/MS方法进行了挥发性单萜及其衍生物的分析，共鉴定出了20种挥发性单萜及其衍生物化合物，结果见表3.1。 青蒿样本中晴天单萜及其衍生物相对百分含量较高的有樟脑、异丙基甲苯等；雨天相对百分含量较高的有樟脑、莰烯、(-)-蒎烯、异丙基甲苯、桉树脑等。可以看出晴天和雨天青蒿的挥发性单萜及其衍生物的种类和相对百分含量是不同的：如樟脑，在晴天和雨天相对百分含量均较高，但样本中晴天相对百分含量高于雨天；而(1R)-(+)-蒎烯 、莰烯 、水芹烯、(-)-蒎烯 、异丙基甲苯 、柠檬烯 、桉树脑 、萜品烯等挥发性单萜及其衍生物的相对百分含量雨天高于晴天。详见图3.1。并且在数据分析和图谱中可明显看出：(1R)-(+)-蒎烯、水芹烯在雨天的含量很高，而在晴天测出来的量极少。而-薰衣草乙酯和顺-2-蒈烯-4-醇 在晴天的含量很高，雨天几乎没有。详见表3.1和图3.2-3.3。表 3.1 青蒿晴雨天主要挥发性单萜及其衍生物相对百分含量（n=3，）Tab. 3.1 The percentages of the mainly volatile monoterpene and its derivatives of Artemisia annua L in sunny and runny days（n=3，）相对保留时间化合物名称相对百分含量(%)平均值晴天雨天10.218(1R)-(+)-蒎烯 02.231.7910.763莰烯 4.271.429.434.1111.534水芹烯 01.740.3111.683(-)-蒎烯 1.650.4910.636.8313.25异丙基甲苯 6.053.139.709.0913.395柠檬烯 0.250.221.602.1913.486桉树脑 2.272.886.185.2814.331萜品烯 0.170.193.465.7516.9733,3,2-甲基-6-亚甲基-环己烯 1.222.121.753.0317.155樟脑 26.012.5224.212.4015.673马鞭草烯醇 1.131.960.961.6316.331菊酮 0.771.331.151.9717.615反-马鞭草烯醇 0.320.550.120.2117.936柏尼醇1.071.230.300.2919.005胡椒醇 0.530.090.520.6119.112反3（10）-蒈烯-2-醇 1.862.630.700.6120.3胡椒酮 2.133.692.293.9621.054-薰衣草乙酯 0.420.71021.819顺-2-蒈烯-4-醇 0.010.010图3.1 4-18号青蒿晴雨天挥发性单萜及其衍生物离子图谱比较Fig. 3.1 No.4-18 Comparison of the volatile monoterpene and its derivatives of Artemisia annua L in sunny and runny days by ion chromatogram图3.2 青蒿晴雨天蒎烯离子图谱比较Fig. 3.2 Comparison of the pinene of Artemisia annua L in sunny and runny days by ion chromatogram图3.3 青蒿晴雨天水芹烯离子图谱比较Fig. 3.3 Comparison of the phellandrene of Artemisia annua L in sunny and runny days by ion chromatogram图3.4 青蒿晴雨天-薰衣草乙酯和顺-2-蒈烯-4-醇离子图谱比较Fig.3.4 Comparison of the - Lavender ethyl ester and cis -2- carene -4- alcohol of Artemisia annua L in sunny and runny days by ion chromatogram 3.2 天气对青蒿挥发性倍半萜及其衍生物的影响表3.2是实验青蒿在晴天和雨天释放的挥发性倍半萜及其衍生物共8种。倍半萜是指分子中含15个碳原子的天然萜类化合物。倍半萜类化合物分布较广，在植物体内常以醇、酮、内酯等等形式存在于挥发油中，是挥发油中高沸点部分的主要组成部分34。实验青蒿样本中晴天倍半萜及其衍生物相对百分含量较高的有石竹烯、法尼烯、荜澄茄油萜等；雨天相对百分含量较高的有石竹烯、法尼烯 、荜澄茄油萜等。可以看出晴天和雨天青蒿的挥发性倍半萜及其衍生物的种类和相对百分含量是不同的；本实验样本实验数据可以看出青蒿挥发性倍半萜及其衍生物的相对百分含量大多晴天高于雨天。详见图3.2。在数据分析和图谱中可明显看出：环氧法尼烯在雨天检测出来较多，而在晴天几乎检测不出来。 表 3.2 青蒿晴雨天主要挥发性倍半萜及其衍生物相对百分含量（n=3，）Tab. 3.2 the percentages of volatile sesquiterpenes and its derivatives of Artemisia annua L in rainy and sunny days（n=3，）相对保留时间化合物名称相对百分含量(%)平均值晴天雨天15.679环氧法尼烯 00.010.0124.21古巴烯 1.571.750.991.1624.696榄香烯 0.180.220.190.3125.862石竹烯 6.334.402.151.2927.087法尼烯 5.742.453.382.8628.307荜澄茄油萜 9.417.402.864.2328.66桉叶烯 0.740.350.170.1528.9香醛酒烯 0.480.830.070.36图 3.5 4-18号青蒿晴雨天挥发性倍半萜及其衍生物离子图谱比较Fig. 3.5 No.4-18 Comparison of the volatile sesquiterpenes and their derivatives of Artemisia annua L in sunny and runny days by ion chromatogrami图3.6 青蒿晴雨天环氧法尼烯离子图谱比较Fig. 3.6 Comparison of the epoxy farnesene of Artemisia annua L in sunny and runny days by ion chromatogram 4 小结与讨论青蒿素有巨大的药用价值，尤其在治疗疟疾方面，因此许多人致力于通过各种方法提高青蒿素含量。过往学习得知，青蒿素合成的前体物质在其代谢过程中还会转化为其他单萜、倍半萜，其代谢途径如下：图4.1 青蒿素合成的代谢途径Fig. 4.1 The metabolic pathways of artemisinin biosynthesis图中我们可以看到：青蒿素合成的最初前体物质为香叶基焦磷酸，它除了能生成青蒿素合成的第二前体法尼烯焦磷酸，还能合成其他单萜，释放到空气中。而法尼烯焦磷酸除了能合成青蒿素还能合成其他倍半萜，也会释放至空气中。本实验确定了有哪些单萜、倍半萜为挥发性物质，因此在后续的实验中，我们可以用基因工程的手段阻断或者降低挥发性物质的合成，以提高青蒿素的含量。由于恩施地处武陵山区，常年湿润多雨，在实验过程中我们发现不同天气情况下，青蒿所吸引的昆虫数量差异很大，研究对比不同天气下青蒿挥发性物质种类及变化，有助于研究青蒿挥发性物质吸引昆虫的内在原因。下一步可通过实时荧光定量PCR技术，测其晴雨天基因表达差异，更进一步论证天气对青蒿挥发性物质的影响，为后续研究奠定基础。参考文献1 蒋运生, 漆小雪, 韦记青, 等. 播种期对黄花蒿生长、产量及青蒿素含量的影响J. 种子. 2008, 27(10): 14-16. 2 Lai H and Singh N P. 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